[發明專利]固體電解電容器及其制造方法

無效

• 申請號: 200810086839.6
• 申請日: 2008-03-19
• 公開（公告）號: CN101271778A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 加藤菊子;矢野睦;高谷和宏;西村康一;梅本卓史;野野上寬
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉春成

技術領域

本發明涉及固體電解電容器及其制造方法。

背景技術

由于鈮的介電常數比作為現有固體電解電容器材料的鉭大約1.8倍，因此作為下一代的高容量固體電解電容器的材料引起廣泛關注。在日本專利特開平07-153650號公報中公開了一種固體電容器，該固體電解電容器在燒結鉭、鈮等閥作用金屬粉末而形成的陽極燒結體上，依次形成有二氧化錳構成的固體電解質和陰極用導電層。

但是，在日本專利特開平07-153650號公報中記載的固體電解電容器中，由于二氧化錳的導電性低，存在ESR(等效串聯電阻)增大的問題。

在日本專利特開平5-136005號公報中，公開了利用電解聚合法在二氧化錳層上形成導電性高分子層的技術。但是，在這種技術中，ESR也沒有得到充分的降低。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種ESR(等效串聯電阻)小、并且保存特性優異的固體電解電容器及其制造方法。

本發明的固體電解電容器的特征在于，包括：由具有閥作用的金屬或者合金構成的陽極；設置在陽極表面上的電介質層；和電解質層，其由以與電介質層表面上的一部分區域相接的方式設置的導電性高分子層和以與電介質層表面上的其它部分區域相接的方式設置的二氧化錳層構成。

在本發明中，設置于電介質層上的電解質層包括：以與電介質層表面上的一部分區域相接的方式設置的導電性高分子層，和以與電介質層表面上的其它部分區域相接的方式設置的二氧化錳層。導電性高分子的電導率(10²(S/cm))大于二氧化錳的電導率(10^-1(S/cm))。在本發明中，這樣電導率大的導電性高分子層以與電介質層表面上的一部分區域相連的方式設置，因此與在電介質層表面上僅設置有二氧化錳層的情況相比，能夠降低ESR。

并且，在本發明中，以與電介質層表面上的其它部分區域相接的方式設置有二氧化錳層。二氧化錳層和導電性高分子層相比，與電介質層的密接性良好，因此通過以與電介質層表面上的其它部分區域相接的方式設置二氧化錳層，與在電介質層表面上僅設置導電性高分子層的情況相比，能夠提高保存特性。

因此，依據本發明，能夠提供ESR小、并且保存特性優異的固體電解電容器。

在本發明中，優選表示導電性高分子層和電介質層相接的區域的面積相對于電介質層表面整體面積的比例的導電性高分子層的覆蓋率在3～70％的范圍。如果導電性高分子層的覆蓋率小于3％，會存在不能充分得到降低ESR的效果的情況。另一方面，如果導電性高分子層的覆蓋率超過70％，雖然ESR降低，但是由于二氧化錳層與電介質層的接觸面積相對變小，因此存在保存特性降低的趨勢。導電性高分子層的覆蓋率更優選在10～40％的范圍。

在本發明中，優選通過將導電性高分子層在電介質層表面上設置為島狀，使其與電介質層表面上的一部分區域相接。并且，在該情況下，優選以覆蓋設置成島狀的導電性高分子層和在該導電性高分子層的周圍露出的電介質層表面的方式設置二氧化錳層。因此，在本發明中，優選導電性高分子層在電介質層表面上設置為島狀，并且以覆蓋導電性高分子層和電介質層表面的方式設置有二氧化錳層。由此，利用二氧化錳層能夠使導電性高分子層更加牢固地密接在電介質層表面上，并且能夠抑制對導電性高分子層的濕度變化等來自外部的影響，能夠進一步提高保存特性。

在本發明中，優選二氧化錳層的厚度在10～100nm的范圍。如果二氧化錳層的厚度小于10nm，則難以得到均勻膜厚的二氧化錳層，存在保存特性降低的情況。另一方面，如果二氧化錳層的厚度超過100nm，由于二氧化錳層的導電性低，存在ESR增大的情況。二氧化錳層的更為優選的厚度在20～70nm的范圍。

在本發明中，陽極由具有閥作用的金屬或者合金形成。作為具有閥作用的金屬，只要是能夠用于固體電解電容器中的金屬，沒有特別的限定，例如可以例舉鈮、鉭、鈦、鋁、鉿、鋯、鋅、鎢、鉍、銻等。其中，優選氧化物的介電常數高、易于得到原料的鈮、鉭和鈦，特別是更為優選氧化物的介電常數是鉭的1.5倍左右的鈮。作為具有閥作用的合金，優選使用如鈮和鉭等的一種以上的具有閥作用的金屬之間的合金。并且，在為具有閥作用的金屬和不具有閥作用的金屬的合金的情況下，優選具有閥作用的金屬的含量為50重量％以上。在本發明中，作為形成陽極的具有閥作用的金屬或者合金，特別優選鈮或者以鈮為主要成分(即含有50重量％以上的鈮)的合金。